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第一节 被动运输
第四章
细胞的物质输入和输出
渗透系统装置
一段时间后
玻璃纸
可以让水分子自由透过，而蔗糖分子不能。
半透膜：
水分子的渗透方向：
水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透。
问题探讨
1、漏斗管内的液面为什么会升高？
2、如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？
3、如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？
单位时间内，通过玻璃纸渗入蔗糖溶液的的水分子数多于渗出的水分子数。
不会, 因为纱布的孔隙很大, 蔗糖分子也可以自由透过.
半透膜两侧溶液的浓度相等时，单位时间内，通过玻璃纸渗入蔗糖溶液的的水分子数等于渗出的水分子数，液面不会升高。
思考
清水
蔗糖溶液
多
少
水分子渗入漏斗内使液面上升必须具备两个条件：
有一层半透膜
半透膜两侧溶液具有浓度差
水分子的渗透方向：
水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透。
水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散。
渗透作用：
思考
水分子进出动物细胞也是同样的原理吗？
动物细胞膜是不是也相当于一层半透膜呢？
外界溶液浓度
细胞质浓度
细胞吸水膨胀
外界溶液浓度
细胞质浓度
细胞形态不变
外界溶液浓度
细胞质浓度
细胞失水皱缩
1、红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗？
这些有机物相当于“问题探讨”装置中的什么物质？
2、红细胞的细胞膜是不是相当于“问题探讨”中所说的半透膜？
一、动物细胞的吸水和失水（P63）
小于
大于
等于
3、当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？
4、红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？
5、临床上输液为什么要有生理盐水？
水进出其他动物细胞的原理与进出红细胞的原理是一样的，都是通过渗透作用。
红细胞内外浓度差，差值越大细胞吸水或失水越多
人体细胞所处液体环境的浓度就是0.9%NaCl，用这种浓度的注射液可以维持血细胞正常形态。
细胞壁（全透性）
细胞膜
液泡膜
细胞质
原生质层
细胞液
（具有一定的浓度）
植物细胞内的液体环境主要是指____________
液泡中的细胞液
二、植物细胞的吸水与失水
支持和保护细胞
问题
水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？
原生质层是否相当于一层半透膜呢？
将有些萎焉的菜叶浸泡在清水中，不久，菜叶就会变得硬挺；
将白菜剁碎做成馅，常常要放一些盐，稍过一会儿就可以见到水分渗出；
对农作物施肥过多会造成“烧苗”现象 。
这些现象都说明植物细胞也像动物细胞一样，会发生失水或吸水。吸水或失水同样与外界溶液的浓度有关 。
科学探究步骤
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验
分析结果
表达与交流
（原生质层是一层半透膜吗？）
（原生质层相当于一层半透膜,当细胞液与外界溶液存在浓度差时，就会发生渗透作用。）
（设计方案、预期结果…）
（按预定方案进行实验）
（分析实验结果，得出结论：……）
（总结，写实验报告并适当交流）
植物细胞的吸水和失水
思考与讨论P64
1.如果假设是正确的，如果假设是正确的，当外界溶液浓度高于细胞液的浓度时，细胞就会
，就当外界溶液浓度低于细胞液的时候，细胞就会 。
2.如何使细胞外溶液的浓度提高或降低？
3.如何看到细胞？需要用到什么材料和器具？
4.对实验结果做出预测---细胞失水或吸水后可能出现哪些可观察的变化 ？
植物细胞质壁分离现象
细胞失水时细胞壁和原生质层都会出现一定程度的收缩,但原生质层的伸缩性更大,故原生质层会与细胞壁发生分离。
外界溶液浓度 细胞液的浓度，细胞_____
>
失水
植物细胞质壁分离复原现象
外界溶液浓度 细胞液的浓度，细胞_______
<
吸水
思考与讨论
1.如果假设是正确的，如果假设是正确的，当外界溶液浓度高于细胞液的浓度时，细胞就会
，就当外界溶液浓度低于细胞液的时候，细胞就会 。
2.如何使细胞外溶液的浓度提高或降低？
3.如何看到细胞？需要用到什么材料和器具？
4.对实验结果做出预测---细胞失水或吸水后可能出现哪些可观察的变化 ？
实验结果分析
水分进出植物细胞是通过渗透作用原生质层相当于半透膜
实验结论
中央液 泡大小 原生质层
的位置
蔗糖溶液（0.3g/ml）
清水
变小
逐渐恢复原来大小
原生质层恢复原来位置
原生质层脱离细胞壁
植物的细胞壁具有全透性
要观察细胞发生质壁分离和复原，对材料有哪些要求？
思考与讨论：
植物细胞、动物细胞；
你觉得植物细胞会过多吸水而涨破吗？
如果将实验中的蔗糖溶液改成一定浓度的硝酸钾溶液，会出现什么现象？
活细胞、死细胞
中央液泡有颜色、无颜色；
植物细胞
中央液泡有颜色
活细胞
像水分子这样，物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。
被动运输又分为自由扩散和协助扩散两类
吸气
O2 进入肺泡细胞
CO2 排出肺泡细胞
呼气
细胞膜
内
外
细胞膜
外
内
O2
二、物质跨膜运输的方式--被动运输
细胞膜
外
内
O2
二、物质跨膜运输的方式--被动运输
细胞膜
外
内
1、自由扩散(简单扩散)
二、物质跨膜运输的方式--被动运输
O2
◆2比方：球往低处滚
◆4例子：
◆3影响因素：
膜内外物质的浓度差
◆1定义：物质通过简单的扩散作
用进出细胞。
细胞膜
外
内
◆举例：
O2、CO2、水
甘油、乙醇、苯等脂溶性小分子
1、自由扩散(简单扩散)
二、物质跨膜运输的方式--被动运输
O2
运输方向：
高浓度→低浓度（顺浓度梯度）
“浓度” 指：运输的小分子本身的
浓度。
离子和有的小分子有机物如葡萄糖、氨基酸等，不能自由通过细胞膜。怎么办呢？
◆1如果你是研究者，你能否对此作出大胆的推测：是什么原因导
致它不能通过人工合成的脂双层膜呢？
人工合成的脂双层
◆“人体内血浆中 的葡萄糖浓度远高于红细胞内葡萄糖浓度，葡萄糖可以顺浓度梯度被红细胞吸收。“
O2、CO2
N2、苯
水、甘油
乙醇
葡萄糖
C6H12O6
模拟实验
小资料
◆2若要证明你的推测，应在模拟实验的基础上做怎样的修改？
二、物质跨膜运输的方式--被动运输
“只有脂双层，葡萄糖在膜外积累很多，进入很慢或几乎不进入。在脂双层中加入特定的载体蛋白后，葡萄糖进入红细胞的速度明显上升。”
小资料
氧气、二氧化碳
氮气、苯
水、甘油、乙醇
葡萄糖
C6H12O6
二、物质跨膜运输的方式--被动运输
葡萄糖分子进入红细胞内
胞外
胞内
运输方向：
高浓度→低浓度
（顺浓度梯度）
细胞膜
外
内
2、协助扩散（易化扩散）
二、物质跨膜运输的方式--被动运输
载体蛋白
载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过。
而且每次转运时都会发生自身构象的改变。
细胞膜
外
内
2、协助扩散（易化扩散）
二、物质跨膜运输的方式--被动运输
通道蛋白
通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。
分子或离子通过通道蛋白时不需要与通道蛋白结合。
1、定义：借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式叫做协助扩散。
离子（K+、Na+等）和一些小分子有机物（葡萄糖、氨基酸等）顺浓度梯度跨膜运输。
◆2比方：板车载货下坡
◆3影响因素：
膜内外物质的浓度差
膜上转运蛋白的种类和数量
◆4例子：
葡萄糖进入红细胞、水分子进出细胞
水分子的跨膜运输方式
自由扩散
协助扩散（水通道蛋白）更多
比较自由扩散和协助扩散的异同
思考与讨论：
被动运输：物质进出细胞，顺浓度梯度的扩散方式。不消耗能量。
自由扩散：
协助扩散：
物质通过简单的扩散作用进出细胞。
借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式。
被动运输
思考：影响自由扩散和协助扩散速率的因素有哪些？
自由扩散：细胞膜内外物质浓度梯度。
协助扩散：1.细胞膜内外物质浓度梯度。
2.转运蛋白的种类和数量。
动物细胞渗透作用的条件
细胞膜相当于半透膜
半透膜两侧溶液具有浓度差
外界溶液浓度<细胞质浓度:细胞吸水膨胀
外界溶液浓度=细胞质浓度：细胞形态不变
外界溶液浓度>细胞质浓度:细胞失水皱缩
植物细胞渗透作用的条件
原生质层相当于半透膜
原生质层两侧的溶液具有浓度差
外界溶液浓度>细胞液浓度:质壁分离
外界溶液浓度=细胞液浓度：细胞形态不变
外界溶液浓度<细胞液浓度:质壁分离复原
知识总结
小分子物质跨膜运输的方式
自由扩散（O2、CO2、水、甘油、乙醇、苯）
协助扩散（葡萄糖进入红细胞、水、离子、葡萄糖、氨基酸）
被动运输
共同点：
1、运输方向：顺浓度梯度
2、都不需要消耗能量。
不同点：协助扩散需要借助膜上的转运蛋白。
“浓度” 指：运输的小分子本身的浓度。
被动运输
自由扩散
协助扩散
物质
实例
条件
条件
类型

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